压水堆核电站一回路管道是核电站的重要屏障,而热老化和疲劳损伤导致棘轮应变加速并失效倍受关注,国内外对此并没有成熟的设计规范。针对AP1000压水堆一回路管道棘轮变形设计问题,以典型的承压结构-直管和弯管为研究对象,研究一回路管道用316型不锈钢高温循环塑性性能及棘轮变形规律,澄清加载率、多轴载荷、载荷历史效应、动态应变时效、热老化和疲劳损伤等对棘轮变形影响的机制;建立考虑这些因素影响用于预测棘轮应变积累的多机制耦合的粘塑性循环本构模型;进行直管和弯管部件在各种内压和弯曲组合多轴循环载荷下的棘轮变形测试;通过在ANSYS中嵌入建立的多机制粘塑性循环本构模型,进行典型结构的棘轮应变累积分析,建立与时间相关的管道结构动态棘轮边界,从而建立考虑全寿命周期棘轮变形与热老化和疲劳损伤交互的核压力管道设计理论和方法。研究成果对承压设备(如压力容器和管道)的设计及规范的制定具有重要理论意义和工程应用价值。